Impianti di illuminazione stradale con tecnologia LED

1. Titolo slide
Descrizione slide.
Se possibile
• poco testo
• uso di immagini/grafici
Impianti di illuminazione stradale
con tecnologia LED
Ivan Riolino – Centro Ricerche Plast Optica S.p.A.

2. Centro Ricerche Plast-optica
Il CRP (Centro Ricerche Plast-Optica) è un azienda del gruppo
Automotive Lighting. E’ stata fondata nel giugno del 2002, grazie alla
collaborazione del Centro Ricerche FIAT (CRF), dell’ Automotive
Lighting Rear Lamps Italia e dell’ Agemont (Agenzia per lo sviluppo
della montagna del Friuli Venezia Giulia).
CRP conduce attività di ricerca nei seguenti settori :
 ottica, illuminazione e sistemi di segnalazione
 tecnologie di processo per l’elettronica
 stampaggio ad iniezione delle materie plastiche
La Missione:
 Fornire innovazione, supporto e consulenza
a Magneti Marelli e Automotive Lighting
 Fornire innovazione, supporto e consulenza
alle imprese
 Divenire un punto di riferimento tra i centri
di ricerca a livello europeo
2

3. 3
Centro Ricerche Plast-Optica:
le aree di ricerca
Progettazione e simulazione ottica
Progettazione di micro-ottiche
Dispositivi di illuminazione basati su
superfici complesse e sorgenti a stato
solido
Caratterizzazione ottica e fotometrica
Stampaggio ad iniezione tradizionale ed
ad inietto-compressione
Simulazione di processo
Micro-stampaggio
Stampaggio di materiali innovativi
Caratterizzazione termo-meccanica e
reologica di materiali plastici
Progettazione meccanica
Simulazione FEM termica e strutturale
Ottica
Illuminazione e
segnalazione con sorgenti
a stato solido
Plastica e Meccanica
Materiali plastici per
l’ottica innovativi e
tecnologie correlate
Tecnologia Chip on Board (COB)
Nuove sorgenti luminose (Chip-LED,
OLED)
Tecnologia MID
Affidabilità e test elettronici
Elettronica
Tecnologie di processo
elettroniche

4. Progettazione
Sw per la simulazione ottica: ASAP, Matlab
Sw per la simulazione termica: CFX
Sw CAD: Catia, Rhino, Autocad
Sw CAE: Moldflow, TMconcept,
Ansys Workbench, Accelrys, Altium
Sviluppo
Sorgenti luminose: linea con tecnologia Chip on Board
Camera di deposizione in alto vuoto per la realizzazione di OLED
Tecnologie legate ai materiali plastici: 4 presse ad iniezione (6, 70, 100 e
210 tonn), estrusore per nano compositi e mixer
Laboratorio micro e nano tecnologie: Electroforming, Spin Coater,
illuminatore UV
Caratterizzazione
Analisi Morfologica: SEM, AFM, profilometro meccanico,microscopio
ottico
Ottica, elettro-ottica e fotometria: Ar Laser, banco ottico, ellissometro,
spettrometro UV-VIS
Materiali plastici: analisi termica (DSC), reologica (DMTA,
reometro),ottica (UV-VIS, FT-IR), meccanica (pendolo IZOD/CHARPY)
4
Centro Ricerche Plast-Optica:
i laboratori

5. 5
Contributo di CRP al progetto ENERPLAN
PDL6:
L’intervento di CRP nel progetto Enerplan ha lo scopo di applicare le conoscenze nell‘ambito
della progettazione e realizzazione di sistemi LED, direttamente sul campo con la finalità di
sperimentare le tecnologie e analizzare le prestazioni degli impianti di illuminazione stradale.
FASE 1 : Progettazione e realizzazione degli impianti pilota presso AREA Science Park e
Agemont.
FASE 2 : Progettazione illuminotecnica e caratterizzazione dei corpi illuminanti degli
impianti d’illuminazione a LED nei campus di Padriciano e Basovizza.
FASE 3: Sperimentazione, monitoraggio, raccolta dati ed elaborazione
EFFICIENZA
• Sorgenti Puntuali
• Ottica
• Dissipazione termica
• Alimentatore elettronico
• Controllo remoto
• Diagnostica
LED

6. 6
Impianto Pilota edificio C1 campus
AREA Science Park
• Installazione di n.6 lampioni modello Zeus
della Xivet, dotati di sistema di
monitoraggio consumi e trasmissione radio
realizzati da CRP
• Campagna di misurazione illuminamento

7. 7
AGEMONT
Le aree di intervento

8. La metodologia
8
Acquisizione caratteristiche
geometriche e normative
Elaborazione griglia di misura
Analisi illuminamento attuale
Classificazione
Stesura specifiche dei dispositivi
di illuminazione
Simulazione illuminotecnica
Installazione dispositivi
Analisi illuminamento con nuovi
dispositivi
Eventuale taratura del flusso
luminoso mediante dimming
Metodologia sviluppata per la
progettazione ed analisi degli impianti di
illuminamento a LED dei comprensori di
Padriciano, Basovizza ed Amaro.
Nelle successive slide si farà riferimento
al comprensorio di Padriciano ma il
metodo è stato applicato a tutte le aree
interessate dall’progetto Enerplan

9. Acquisizione caratteristiche geometriche
ed eventuali normative delle aree di
intervento
9
Le grandezze di interesse sono:
• Larghezza carreggiata
• Interasse palo (per installazioni esistenti)
• Altezza palo (per installazioni esistenti)
Particolare importanza rivestono i
regolamenti e le normative urbanistiche ed
ambientali che possono gravare sul territorio
interessato dall’intervento

10. 10
Le norme tecniche di riferimento che si applicano nell’illuminazione stradale sono le
seguenti:
• UNI 11248: Illuminazione stradale: selezione delle categorie illuminotecniche
• UNI 13201-2: Illuminazione stradale parte 2: Prestazioni illuminotecniche
• UNI 13201-3: Illuminazione stradale parte 3: Calcolo delle prestazioni
• UNI 13201-4 : Illuminazione stradale parte 4: Metodo di misura delle prestazioni
fotometriche
• UNI 10819: Impianti di illuminazione esterna: requisiti per la limitazione delle
dispersioni verso l’alto del flusso luminoso
• EN 62471: Sicurezza fotobiologica
• EN 60598: Specifica le prescrizioni generali per gli apparecchi di illuminazione
A cui vanno aggiunte eventuali normative regionali e/o del particolare territorio di
intervento
• LR n.15/2007 “Misure urgenti in tema di contenimento dell’inquinamento luminoso,
per il risparmio energetico nell’illuminazione per esterni e per la tutela dell’ambiente
e dell’attività svolta dagli osservatori astronomici”
• Norme tecniche di attuazione per l’area di Basovizza fornite dal committente.
Acquisizione caratteristiche geometriche
ed eventuali normative delle aree di
intervento

11. Elaborazione griglia di misura
11
S Interasse palo 15.1 m
Wr Larghezza semi carreggiata 4.05 m
N Numero punti lungo l’asse
longitudinale
10
n Numero punti lungo l’asse
trasversale
3
D Interdistanza punti
longitudinale
1.51 m
d Interdistanza punti trasversale 1.35 m
CARREGGIATA 2
0,76 2,27 3,78 5,29 6,80 8,31 9,82 11,33 12,84 14,35
0,68
2,03
3,38
LONGITUDINALE [m]
TRASVERSALE
[m]
0,76 2,27 3,78 5,29 6,80 8,31 9,82 11,33 12,84 14,35
0,68
2,03
3,38
LONGITUDINALE [m]
TRASVERSALE
[m]
CARREGGIATA 1
Sulla base delle caratteristiche
geometriche e seguendo le
indicazioni della norma UNI EN
13201-3, viene definita la griglia
di misura

12. 12
Analisi illuminamento attuale
Per il rilevamento dei valori di illuminamento è stato utilizzato il radiometro modello
IL1700 della International Light con detector SED033/Y/W opportunamente calibrati
Strumento base:
radiometro International
Light IL1700
Detector per misure di
illuminamento:
SED033/Y/W
LONGITUDINALE [m]
TRASVERSALE
[m]
0,76 2,27 3,78 5,29 6,80 8,31 9,82 11,33 12,84 14,35
0,68 4,7 3,27 2,1 1,23 0,93 0,95 1,4 2,42 3,35 3,4
2,03 3,5 2,45 1,6 0,98 0,76 0,77 1,2 1,87 2,43 2,51
3,38 2,06 1,67 0,89 0,69 0,62 0,65 0,92 1,3 1,46 1,67
LONGITUDINALE [m]
TRASVERSALE
[m]
0,76 2,27 3,78 5,29 6,80 8,31 9,82 11,33 12,84 14,35
0,68 5,41 3,82 2,37 1,65 1,22 1,25 1,65 2,4 2,86 3,07
2,03 4,36 3,27 2,25 1,66 1,62 1,47 1,63 2,03 2,3 2,44
3,38 3,4 2,91 2,44 2,1 2 1,73 1,62 1,69 1,85 1,93
Carreggiata
1
Carreggiata
2

13. 13
0,76 2,27 3,78 5,29 6,80 8,31 9,82 11,33 12,84 14,35
0,68
2,03
3,38
longitudinale [m]
trasversale[m]
4,5-5
4-4,5
3,5-4
3-3,5
2,5-3
2-2,5
1,5-2
1-1,5
0,5-1
0-0,5
Emin= 0,62 U=Emin/Emed= 0,35
Emax= 4,70 Emin/Emax= 0,13
Emed= 1,79
Elaborando i dati ricavati dalle misurazione effettuate sulla griglia, si ottengono i parametri
illuminotecnici di riferimento per le successive fasi di lavoro:
• Emin: Illuminamento minimo [lux]
• Emax: Illuminamento massimo [lux]
• Emed: Illuminamento medio [lux]
• U=Emin/Emed: Uniformità
• Emin/Emax: altro indice di uniformità
Emin= 1,22 U=Emin/Emed= 0,52
Emax= 5,41 Emin/Emax= 0,23
Emed= 2,35
Carreggiata 1 Carreggiata 2
Analisi illuminamento attuale

14. Classificazione
14
Seguendo quanto indicato dalla normativa UNI 11248 è stata eseguita la
classificazione illuminotecnica delle aree interessate dall’intervento:
Strada locale extraurbana→ Limite velocità (S3) → Zona di conflitto (S3/S2) →
Flusso traffico (S4/S5)

15. Classificazione
15
STRADA DI BASOVIZZA
PARCHEGGIO DI BASOVIZZA E
COMPRENSORIO PADRICIANO
La classificazione illuminotecnica permette di definire i parametri
illuminotecnici di riferimento secondo quanto specificato dalla norma UNI EN
13201-2
Per garantire un livello di uniformità minimo è stato fissato anche un limite
inferiore pari a 0,15

16. 16
Classificazione e
illuminamento attuale
AREA DI
MISURA
Emin
[lux]
Emed
[lux]
U
= Emin/Emed
Classe di
progetto
NOTE
Ciclabile Basovizza 0,58 9,64
0,06
S5
Illuminamento minimo quasi
sufficiente
Problemi di uniformità
Carreggiata Basovizza 0,40 4,47 0,09 S5
Illuminamento minimo insufficiente
Problemi di uniformità
Parcheggi Basovizza 0,17 2,26
0,08
S4
Illuminamento minimo e medio
insufficiente
Problemi di uniformità
Area 1-2 Carreggiata 1
Padriciano
0,62 1,79 0,35 S4
Illuminamento minimo e medio
insufficiente
Area 1-2 Carreggiata 2
Padriciano
1,22 2,35 0,52 S4 Illuminamento medio insufficiente
Area 1-2 Parcheggio 2
Padriciano
1,10 3,41 0,32 S4 Illuminamento medio insufficiente
Area 3 Parcheggio 2
Padriciano
0,25 0,79 0,32 S4
Illuminamento minimo e medio
insufficienti
Area 4 Carreggiata
Padriciano
0,80 2,30 0,35 S4
Illuminamento minimo e medio
insufficienti

17. 17
Stesura specifiche dei
dispositivi di illuminazione
Per garantire i vantaggi (risparmio energetico, durata e qualità della luce) dell’utilizzo di
sorgenti a stato solido (LED) nei dispositivi di illuminazione è necessaria una corretta
progettazione degli stessi sotto ogni aspetto: ottico, meccanico, termico ed elettrico.
A questo scopo è stato stilato un elenco di specifiche che il costruttore dei dispositivi
deve garantire.
La tabella seguente ripropone una valutazione di alcuni modelli di lampioni secondo i
parametri individuati (controllo remoto, monitoraggio, CCT, CRI, altezza installazione,
efficienza, ecc)
VALUTAZIONE REQUISITI TECNICI
TIPIPOLOGIA 1: A MATRICE DI LED
PRODUTTORE MODELLO
CONTROLLO
REMOTO
MONITORAGGIO
CONSUMI
CCT 4000K CRI>=80
Altezza installazione
min di 3,5m
Altezza installazione
min di 4,5m
Vita minima di
60000 h
T giunzione <65°
Efficienza
alimentatore >90%
Sorgenti di qualità Efficienza ottica >80% IP 65 NOTE
Martini Stilis SI chiedere NO 5000K non dichiarato SI 4m non dichiarato non dichiarato non dichiarato non dichiarato non dichiarato SI ottiche non complanari
Siteco LANTERN LED SI SI SI NO
LUCI srl SI Implementabile SI SI SI SI SI SI SI SI
Disano stelvio 1 SI chiedere SI SI non dichiarato SI non dichiarato non dichiarato non dichiarato SI
Enel archilede NO SI NO NO SI SI SI
armatura stradale per
altezze di 6 m
Philips citysoul o minicitysoul SI SI 4m NO non dichiarato SI
Ruud lighting italia EDGE Round SI SI NO 75 SI non dichiarato non dichiarato non dichiarato non dichiarato SI
TIPOLOGIA 2: CHIP ARRAY
PRODUTTORE MODELLO
CONTROLLO
REMOTO
MONITORAGGIO
CONSUMI
CCT 4000K CRI>=80
Altezza installazione
min di 3,5m
Altezza installazione
min di 4,5m
Vita minima di
60000 h
T giunzione <65°
Efficienza
alimentatore >90%
Sorgenti di qualità Efficienza ottica >80% IP 65 NOTE
IBT lighting Dogma 46 SI SI SI NO SI NO SI SI non dichiarato SI SI
G LED USA RSP-STL-70 Chiedere Chiedere NO 3 o 5000 non dichiarato NO non dichiarato non dichiarato SI
Soluxima SL 80W non dichiarato non dichiarato NO 3 o 6000 NO NO SI non dichiarato non dichiarato non dichiarato usa LED della Bridgelux
LITA Lighting LL/STR0012CPW NO NO SI
TIPOLOGIA 3: FOTOVOLTAICI
PRODUTTORE MODELLO
CONTROLLO
REMOTO
MONITORAGGIO
CONSUMI
CCT 4000K CRI>=80
Altezza installazione
min di 3,5m
Altezza installazione
min di 4,5m
Vita minima di
60000 h
T giunzione <65°
Efficienza
alimentatore >90%
Sorgenti di qualità Efficienza ottica >80% IP 65 NOTE
TECNOLOGIA MONO-
POLICRISTALLINO
EFFICIENZA > 15%
SOLarlight 20/20 chiesto NO 5000K NO SI non dichiarato non dichiarato non dichiarato non dichiarato non dichiarato
batteria a bordo palo,
policristallino SI non dichiarato
Citydesign Lotus 1 non dichiarato non dichiarato SI non dichiarato SI NO non dichiarato SI non dichiarato non dichiarato SI
ottiche non complanari
batteria a pozzetto SI SI
Solarhtec MiniLampione e MidiLampione SI non dichiarato non dichiarato non dichiarato non dichiarato SI SI non dichiarato
Econtek NO 6500 SI non dichiarato non dichiarato NO non dichiarato SI SI SI
PANNELLO FOTOVOLTAICO SISTEMA DI ACCUMULO

18. 18
Caratterizzazione lampioni in
laboratorio
Le grandezze rilevate sono le seguenti:
 Caratterizzazione elettrica
 potenza elettrica assorbita,
 fattore di potenza
 valutazione efficienza elettrica
conversione da CA a CC
 Caratterizzazione termica al fine della
stima della vita utile del dispositivo:
 rilevamento delle temperature di
esercizio
 stima temperatura giunzione ed
estrapolazione vita media
 Caratterizzazione fotometrica:
 temperatura colore CCT
 indice di resa cromatica CRI
 mappa fotometrica illuminamento
al suolo
 distribuzione spettrale
 flusso totale

19. Simulazione illuminotecnica
19
Lo studio illuminotecnico è stato realizzato con il software Dialux che, partendo dalle
curve fotometriche dei dispositivi , il loro flusso luminoso e la collocazione spaziale
dei punti luce, è in grado di mappare l’illuminamento al suolo e calcolare i parametri
illuminotecnici di riferimento.
Curva fotometrica di un lampione
Siteco Lantern Led (flusso:2060 lm,
potenza 47W)
Mappa al suolo dell’illuminamento su carreggiata 1 e 2

20. Installazione dei dispositivi
20
1. Relamping: viene sostituito solo il motore di luce ma il corpo
del lampione e il palo rimangono inalterati.
• contenimento costi
• rapida attuazione
• prestazioni potrebbero non essere ottimizzate.
• mantenere interdistanza e altezza palo esistenti può
penalizzare la distribuzione luminosa al suolo
2. Sostituzione testa palo: viene sostituita l’intero corpo del
lampione mentre il palo rimane invariato.
• corpo illuminante ben realizzato
• mantenere l’interdistanza e l’altezza palo esistenti può
penalizzare la distribuzione luminosa al suolo
3. Installazione ex novo: sostituzione sia della testa palo che il
palo stesso
• possibilità di modificare l’interdistanza e l’altezza in modo
da garantire una corretta distribuzione luminosa al suolo
L’installazione dei nuovi dispositivi di illuminazione a LED può essere eseguita in diverse modalità:

21. Analisi illuminamento con nuovi
dispositivi
21
Ultimata l’installazione dei nuovi corpi illuminanti si procede alla misurazione dell’
illuminamento al suolo e alla valutazione dei parametri illuminotecnici.
CR1 CR2
Emed= 7,06 6,53
Emax= 11,50 11,10
Emin= 3,40 2,20
Mappa al suolo ottenuta dalle simulazioni
Mappa al suolo ricavata dalle misurazioni
Come si può notare la corrispondenza tra illuminamento simulato e quello misurato è
soddisfacente e anche i parametri illuminotecnici Emed, Emin ed uniformità rientrano
nelle specifiche della normativa.

22. Eventuale taratura del flusso
luminoso mediante dimming
22
I lampioni a LED più sofisticati integrano un elettronica di controllo in grado di
comunicare , mediante powerline o sistema wireless, con una centralina di controllo che
permette di gestire/monitorare i seguenti parametri:
• controllo accensione e spegnimento
• modulazione intensità luminosa
• rilevamento consumo elettrico (tensione, potenza, corrente, fattore di potenza)
• rilevamento temperatura interna
• rilevamento malfunzionamenti
La gestione dell’intensità in remoto permette di regolare l’illuminamento al suolo al fine
di soddisfare i parametri illuminotecnici previsti dalla categoria stradale individuata
Schermata di gestione
dei lampioni IBT

23. 23
Risultati finali Basovizza
LAMPIONI PRECEDENTI LAMPIONI LED
AREA DI
MISURA
Classe di
progetto
Emin
[lux]
Emed
[lux]
U
Emin
[lux]
Emed
[lux]
U
Classe di
progetto
Ciclabile
Basovizza
S5 0,58 9,64 0,06 1,4 8,7 0,17 S5
Carreggiata
Basovizza
S5 0,40 4,47 0,09 1,3 5,8 0,22 S5
Parcheggi
Basovizza
S4 0,17 2,26 0,08 1 11,3 0,09 S4
COLLOCAZIONE LAMPIONI PRECEDENTI LAMPIONI LED
MODELLO TIPO LAMPADA
POTENZA
[W]
MODELLO
POTENZA
[W]
∆P
%
N
PALI
Strada Basovizza
SITECO 5NA/LA
585
HME 80
IBTLighting
Dogma 46
48 40 109
Parcheggio Basovizza Thor HME 80
IBTLighting
Dogma 46
48 40 88

24. 24
Risultati finali Padriciano
LAMPIONI PRECEDENTI LAMPIONI LED
AREA DI MISURA
Classe di
progetto
Emin
[lux]
Emed
[lux]
U
Emin
[lux]
Emed
[lux]
U
Classe di
progetto
Area 1-2 Carreggiata 1
Padriciano
S4 0,62 1,79 0,35 2,7 5,6 0,48 S4
Area 1-2 Carreggiata 2
Padriciano
S4 1,22 2,35 0,52 1,8 5,2 0,34 S4
Area 1-2 Parcheggio 2
Padriciano
S4 1,10 3,41 0,32 3,0 7,0 0,43 S4
Area 3 Parcheggio 2
Padriciano
S4 0,25 0,79 0,32 2,8 12,2 0,23 S4
Area 4 Carreggiata
Padriciano
S4 0,80 2,30 0,35 1,3 4,9 0,26 S4

25. 25
COLLOCAZIONE LAMPIONI PRECEDENTI LAMPIONI LED
MODELLO TIPO LAMPADA
POTENZA
[W]
MODELLO
POTENZA
[W]
∆P
%
N
PALI
Strade periferica
Padriciano lampioni
laterali
SITECO
5LA52422KF18
dulux-2x
TC-LEL 18/24W
2X23
Siteco
Lanterna
ottica
assimm
34 26 15+4
Strade periferica
Padriciano lampioni
centrali
SITECO
5NA52421CF18
HME 80
Siteco
Lanterna
ottica simm
34 57 50
Parcheggio Padriciano
lampioni centrali
iGuzzini Public
mod. 1125,
diam 400 mm
E27 HST high
pressure sodium
70
Citydesign
Lotus3
30 57 11
Risultati finali Padriciano
La riqualificazione delle aree di intervento ha permesso di illuminare correttamente secondo
quanto previsto dalla classe illuminotecnica di riferimento, a fronte di un risparmio energetico
medio del 40 % dato dalla sola efficienza delle nuove sorgenti LED, a cui si aggiunge un ulteriore
15-25 % ottenuto con il sistema di controllo remoto che permette la modulazione dell’ intensità
e la temporizzazione per ciascun corpo illuminate.

26. 28
Lampioni installati
Parcheggi Basovizza Strada accesso Basovizza
Perimetro Padriciano 1 Perimetro Padriciano 2

27. 29
Lampioni installati
Comprensorio Agemont di Amaro

28. 30
Contatti CRP
www.crpo.it
info.crp@magnetimarelli.com
Tel.0433487510
Grazie per l’attenzione